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ZnS是一种重要的宽禁带半导体材料,室温下禁带宽度为3.7eV。独特的光、电特性使znS在阴极射线发光、电致发光、光致发光等领域有着广泛的应用,所以长期以来得到科学工作者的重视和研究。高性能的蓝光粉是发光显示对znS三基色荧光粉的更高要求。 本论文首先采用简单溶剂热法制备了高分散的znS微纳米颗粒,然后使用固相法成功制备了卤化物添加的znS基蓝光粉。使用xRD、SEM、FT—IR、EDS和FS等对样品进行表征。实验结果如下: (1)使用乙醇水溶液为溶剂,二水乙酸锌和硫脲为原料,采用溶剂热法制备了高分散、平均粒径为4μm的无掺杂znS微球,在约340nm紫外光激发下发射位于500nm的绿光。 (2)采取固相法,将卤化物和ZnS的混合粉体在Ar气下灼烧,成功合成了ZnS基蓝光粉,在紫外光激发下发射峰位于464nm。蓝光发射来源于卤素掺入后形成的施主能级和以VznX's(x:cl,Br,I)复合缺陷为主的受主能级之间的复合跃迁。 (3)灼烧温度和保温时间能够影响ZnS晶格内的复合缺陷浓度,导致蓝光强度变化,实验得出最佳的灼烧温度为900℃,最佳保温时间为2h。 (4)znS和单一添加剂的混合粉体在Ar保护中900℃灼烧2h制备的蓝光粉,随着添加量的增大,发光先增强后减弱。实验发现:添加剂不同,最佳添加量也不同。例如使用KCl做添加剂制备的蓝光粉,添加量为10at％时发光最强,而添加KBr的为10at%、KI为5at%、NH4Cl为10at%、NH4Br为10at%、LiCl为7at%、NaCl为10at%、MgCl2为7at%、AlCl3为5at%、BaCl2为9at%。 (5)随着和主相离子半径差距的增大,一方面可能使晶格畸变增大,ZnS基蓝光粉发光增强;另一方面则使有效卤素掺杂浓度降低,蓝光减弱。此外,加热过程中易挥发的添加剂对应的蓝光粉发光较弱。本论文得到添加不同卤素阴离子的蓝光粉的发光强度满足:KBr>KCl>KI;KI;NH4Br>NH4Cl。添加不同氯化物的蓝光粉发光强度满足:LiCl>NaCl>KCl;MGCl2>NaCl>BaCl2>AlC3。 (6)室温下,实验制备的荧光粉适合在干燥的空气或氧气中存放。在空气中500℃以下或Ar气中800℃在以下退火2h,蓝光粉的发光性能稳定,这将对制备znS基发光器件有所帮助。